Question

17．2014年10月，北京、哈爾濱等多個北方城市出現(xiàn)嚴重霧霾天氣，多所學校被迫停課，造成霧霾的“罪魁”之一是汽車尾氣．當今汽車尾氣處理主要經三元催化器處理，其主要污染物（CO、NO_x，碳氫化合物）可自發(fā)的相互反應變成無害氣體，減少環(huán)境污染，其反應原理之一：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO（g）△H，回答下列問題：
（1）現(xiàn)已知下列反應：
①N2（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁=+180.8kJ/mol
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₂=-221.2kJ/mol
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-393.6kJ/mol
則△H與△H₁、△H₂、△H₃之間的關系是：△H=2△H₃-△H₂-△H₁，反應2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）屬于放熱反應．（填“吸熱”或“放熱”）
（2）為了測定在某種催化劑作用下的反應速率，某研究性學習小組在技術人員的指導下，收集一定量的汽車尾氣，并將其轉入催化反應器，在某溫度下，用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度部分數(shù)據(jù)記錄如下：

時間/s	0	2	3	4
C（NO0（×10-4mol•L-1）	20.0	3.00	2.00	2.00
C（CO）（×10-3mol•L-1）			2.70

前2s內的平均反應速率v（CO）=8.5×10^-4mol/（L．s）；
（3）該小組還研究了向絕熱、恒容的密閉容器中通入CO、NO使其在一定條件下發(fā)生反應，測得正反應的速率如下圖所示，t₁=△t₂，則：
①NO的轉化率在a～b段和b～c段的轉化率關系為：α_a-b＜α_b-c（填“＞”、“＜”或“=”）．
②a、b、c、d四個點，哪個點表示化學反應達到平衡狀態(tài)d；
③解釋c點前后速率變化的原因這是一個放熱反應，一開始反應放出熱量使體系的溫度升高，此時溫度是影響反應速率的主要因素，隨溫度的升高，反應速率加快，所以一開始時反應速率在增大；c點后隨反應的進行反應物的濃度減少，反應物濃度的變化是影響化學反應速率的主要因素，所以c點后反應速率減少．．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算所需熱化學方程式；
（2）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（NO），再利用速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v（CO）；
（3）化學平衡圖象題，根據(jù)圖象開始階段反應速率逐漸增大，說明反應剛開始時溫度升高對正反應速率的影響大于濃度減小對正反應速率的影響，所以該反應是放熱反應，隨著反應的進行，反應物的濃度逐漸減小，c點反應速率還再變化，而不是固定不變，只有不再隨時間的變化而變化，才是平衡狀態(tài)，△t₁=△t₂時，NO的轉化量，看a～b段和b～c段斜率大�。�

解答 解：（1）①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221.0kJ•mol^-1
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
所以△H=2△H₃-△H₂-△H₁，即③×2-①-②得到熱化學方程式：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.5 kJ•mol^-1，故答案為：2△H₃-△H₂-△H₁；放熱；
（2）v（NO）=（2.00×10^-3mol/L-3×10^-4mol/L）÷2s=8.5×10^-4mol/（L．s），故答案為：8.5×10^-4mol/（L．s）；
（3）①根據(jù)曲線的斜率可知b～c段反應速率快，反應物的轉化率大，所以α_a-b＜α_b-c，故答案為：＜；
②根據(jù)圖象可知d點反應速率還再變化，因此d點是平衡狀態(tài)，故答案為：d；
③該反應是放熱反應，一開始反應放出熱量使體系的溫度升高，隨溫度的升高，反應速率加快，c點后隨反應的進行反應物的濃度減少，反應物濃度的變化是影響化學反應速率的主要因素，所以c點后反應速率減少，故答案為：這是一個放熱反應，一開始反應放出熱量使體系的溫度升高，此時溫度是影響反應速率的主要因素，隨溫度的升高，反應速率加快，所以一開始時反應速率在增大；c點后隨反應的進行反應物的濃度減少，反應物濃度的變化是影響化學反應速率的主要因素，所以c點后反應速率減少．

點評 本題考查熱化學方程式中蓋斯定律的運用、化學反應速率計算、化學平衡影響因素等，難度中等，注意基礎知識的積累掌握．